Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

17 Физика

 

Мажукин В.И., Королева О.Н., Демин М.М., Шапранов А.В., Алексашкина А.А. «Атомистическое моделирование сосуществования фазовых состояний жидкость–пар для золота и определение критических параметров» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 101-116 (2022)

Работа посвящена исследованию (на примере золота) свойств металлов в окрестности критической точки. Многолетние исследования свидетельствуют о сложности проблемы и её важности как для построения теоретических представлений о поведении метастабильных состояний сильно перегретой жидкой фазы металлов, так и для разработки ряда технологических приложений в области материаловедения, воздействия концентрированных потоков энергии на вещество и др. Метастабильные состояния перегретой жидкости и насыщенного пара в окрестности критической точки изучены недостаточно полно. При приближении к критической точке свойства веществ резко изменяются из-за сильной стохастической флуктуации параметров (в первую очередь плотности). Актуальным инструментом определения критических параметров являются методы молекулярной динамики. Для золота с их помощью была получена кривая сосуществования жидкость–пар, которая затем использовалась для определения критических параметров: температуры, плотности и давления. В расчётах в качестве потенциала взаимодействия частиц использовался потенциал семейства “погруженного атома” (EAM). Значение критической температуры Tcr определялось по результатам МД моделирования с использованием метода максимального размера усреднённого кластера на температурной кривой, проходящей через критическую область. Значение критического давления Pcr получено по результатам МД моделирования из температурной зависимости давления насыщенного пара Psat(T). Значение критической плотности ρcr получено по результатам МД моделирования кривой сосуществования жидкость-пар с использованием эмпирического правила прямолинейного диаметра. Проведено сравнение результатов моделирования данной работы с результатами оценки критических параметров золота другими авторами, использующими различные подходы.

Математическое моделирование, 34, № 3, с. 101-116 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Приезжев А.В., Тучин В.В., Луговцов А.Е., Кириллин М.Ю. «Работы по лазерной биофотонике» Квантовая электроника, 52, № 1, с. 1 (2022)

Квантовая электроника, 52, № 1, с. 1 (2022) | Рубрики: 16 17

 

Яковлев А.Б. «Влияние наводимого на поверхности солнечного паруса электрического заряда на динамику паруса при движении по цандеровской траектории» IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 180-181 (2021)

IX Поляховские чтения. Санкт-Петербург, 09–12 марта 2021 г. Материалы международной научной конференции по механике, с. 180-181 (2021) | Рубрики: 17 18

 

Леус В.А. «Об одном неустранимом релятивистском парадоксе» Прикладная физика и математика, № 1, с. 3-5 (2022)

Противоречия, присущие релятивистской динамике, проявляются на примере механических систем циклического действия. В предлагаемой статье исследован вариант ситуации, имеющей место в движущейся ремённой трансмиссии. Показано, что возникающая в ходе разгона неевклидовость внутренней геометрии этой механической системы оставляет в силе подлинный парадокс. Ключевые слова: специальная теория относительности, общая теория относительности, эффект Белла, циклический механизм, неустранимый парадокс.

Прикладная физика и математика, № 1, с. 3-5 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Щеглов А.Ю., Нетесов С.В. «О восстановлении функциональных коэффициентов в модели динамики квазистабильной популяции» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 85-100 (2022)

Для модели популяционной динамики с возрастным структурированием в квазистабильном варианте рассматривается обратная задача восстановления двух коэффициентов модели: зависящей только от времени и равномерной по возрасту клеток интенсивности смертности клеток, входящей в уравнение переноса, и плотности репродуктивности клеток, зависящей только от их возраста, располагающейся в нелокальном граничном условии интегрального вида. Для определения в рамках постановки обратной задачи двух искомых коэффициентов модели требуется дополнительное задание решения прямой задачи при фиксированных значениях одного из его аргументов. Формулируются и доказываются теоремы единственности решений обратных задач определения коэффициентов в уравнении и в граничном условии. При этом предварительно устанавливаются свойства решения прямой задачи и условия её разрешимости. Получаемые при анализе постановок прямой и обратных задач интегральные формулы позволяют организовать для численных решений прямой задачи и обратных задач итерационные алгоритмы различного вида для получения приближённых решений задач. Возможности использования такого итерационного численного решения коэффициентных обратных задач должны быть увязаны с некорректным характером обратных постановок.

Математическое моделирование, 34, № 3, с. 85-100 (2022) | Рубрика: 17

 

Уруцкоев Л.И. «О возможном механизме землятрясений» Прикладная физика, № 4, с. 55-61 (2000)

Обсуждается возможные физические механизмы, которые могут играть роль “спускового крючка” при землетрясениях. В качестве гипотезы рассмотрена возможность существования аналога Зееман эффекта в гравитационном поле. На основе гипотетического эффекта предпринята попытка качественного рассмотрения землетрясения как выхода гравитационных волн на дневную поверхность.

Прикладная физика, № 4, с. 55-61 (2000) | Рубрика: 17

 

Антропов Н.Н., Дьяконов Г.А., Покрышкин А.И., Попов Г.А., Казеев М.Н., Ходненко В.П. «Импульсные плазменные двигатели в системах управления космических аппаратов» Прикладная физика, № 1, с. 37-47 (2002)

Импульсные плазменные двигатели (ИПД) представляют интерес для использования в системах управления КА. В работе рассмотрены задачи управления аппаратами, существенно отличающимися по массам и рабочим орбитам, и, следовательно, по требованиям, предъявляемым к бортовым двигательным установкам (БДУ). Показано, что абляционные ИПД могут быть использованы в качестве основных двигателей системы управления угловым положением тяжелого орбитального КА массой до 2500 кг. В одном из вариантов БДУ, обеспечивающая одновременно ориентацию (переориентацию) и прецизионную стабилизацию его углового положения, с компенсацией действующих на аппарат возмущающих моментов, состоит из шести ИПД, каждый из которых потребляет за один разряд энергию 150 Дж. Полная масса такой БДУ не превышает 75 кг. Рассмотрено использование ИПД для прецизионного поддержания орбитальных параметров солнечно-синхронной орбиты КА массой 250 кг. При этом БДУ на базе ИПД решает задачи установки КА на рабочую орбиту, стабилизации периода его обращения с точностью не хуже 0,001с и углового положения. Задача может быть решена восемью ИПД с энергопотреблением каждого двигателя 20–40 Дж. Полная масса БДУ не превысит 25–30 кг.

Прикладная физика, № 1, с. 37-47 (2002) | Рубрики: 17 18

 

Денисов Д.Г. «Анализ влияния ограничительных факторов в методе дифференциального рассеяния при контроле поверхностных неоднородностей субнанометрового уровня профилей оптических деталей» Прикладная физика, № 1, с. 89-96 (2022)

Для достижения высоких технологические показателей качества различных оптических деталей нового поколения, необходим не только современный подход к методам и средствам обработки деталей, но и реализация перспективных высокоточных бесконтактных методов диагностики. Особое внимание в единой технологической цепочке занимают стадии глубокой полировки, когда высотные статистические параметры профилей достигают нано- и субнанометровых уровней. Для диагностики высотных статистических параметров субнанометрового уровня на сегодняшний день применяются различные классы оптико-электронных приборов и систем. Наибольший интерес в задачах высокоточного аттестационного контроля представляют такие перспективные приборы и системы, как: динамические интерферометры, а также приборы, позволяющие оценивать среднеквадратическое значение поверхностных неоднородностей субнанометрового уровня по данным анализа индикатрисы рассеянного лазерного излучения. В мировой практике методы, основанные на анализе индикатрис рассеянного лазерного излучения, классифицируются на: методы полного интегрального рассеяния (TIS – Total Integrated Scattering), методы определения функции распределения коэффициента отражения по двум угловым координатам (метод определения характеристики BRDF – Bidirectional Reflectance Distribution Function), методы дифференциального рассеяния (ARS – Angle-Resolved Scattering). Анализ влияния ограничительных факторов в методе дифференциального рассеяния позволяет определить его систематическую погрешность и повысить точность измерения.

Прикладная физика, № 1, с. 89-96 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Бондарко В.М., Солнушкин С.Д., Чихман В.Н. «Оценка кривизны и архитектура Парфенона» Оптический журнал, 88, № 6, с. 58-67 (2021)

Получены оценки кривизны в иллюзии Вундта–Геринга (иллюзия веера) в горизонтальной и вертикальной ориентации для слегка вогнутых и выпуклых, а также прямых линий. Эти оценки сравнили с оценками кривизны мысленно проведённых (интерполированных) линий через точки, находящиеся на лучах веера, а также с оценками кривизны аналогичных линий в отсутствие изображения веера. Показано, что оценки кривизны реальных и мысленно проведённых через точки пересечения с веером линий разные и зависят от ориентации стимулов. Отличаются от них и оценки, полученные для кривизны реальных и интерполированных линий в отсутствие изображения веера. Двумерные проекции здания Парфенона имеют выпуклые горизонтальные и вертикальные линии, хотя храм воспринимается идеально прямолинейным. Выявленные нами искажения восприятия кривизны нивелируют искривлённость линий в архитектуре Парфенона, «курватура» которого, по нашему мнению, связана с иллюзией Вундта–Геринга и иллюзией наклона.

Оптический журнал, 88, № 6, с. 58-67 (2021) | Рубрика: 17

 

Миньков К.Н., Лихачев Г.В., Павлов Н.Г., Данилин А.Н., Шитиков А.Е., Юрин А.И., Лоншаков Е.А., Булыгин Ф.В., Лобанов В.Е., Биленко И.А. «Изготовление высокодобротных кристаллических микрорезонаторов с модами шепчущей галереи с использованием точечного алмазного точения» Оптический журнал, 88, № 6, с. 84-92 (2021)

Разработана и описана методика изготовления высокодобротных кристаллических оптических микрорезонаторов c модами шепчущей галереи путём алмазного точения и последующей асимптотической абразивной полировки. Методика позволяет изготавливать микрорезонаторы с заданной геометрией и добротностью не ниже 107. Приведено пошаговое описание процедуры изготовления, определены важные параметры, обеспечивающие оптимальное качество поверхности изготавливаемых микрорезонаторов, описаны процедуры контроля основных характеристик и дан обзор результатов изготовления микрорезонаторов из различных материалов.

Оптический журнал, 88, № 6, с. 84-92 (2021) | Рубрика: 17

 

Чернышов А.А., Чугунин Д.В., Могилевский М.М. «Авроральное километровое радиоизлучение как средство диагностики свойств магнитосферы» Письма в ЖЭТФ, 115, № 1, с. 28-34 (2022)

В представленной работе авроральное километровое радиоизлучение (АКР) используется как средство дистанционной диагностики процессов в магнитосфере Земли. Используя спутниковые данные и спектр флуктуаций АКР на различных частотах, мы изучаем фрактальные свойства авроральной области магнитосферы в зависимости от высоты источника и частоты генерации излучения. По скейлингу определены фрактальные характеристики (показатель Херста и фрактальная размерность) среды в области генерации АКР и их динамика изменения в зависимости от высоты и частоты. Показано, что с увеличением высоты (или, что то же самое, с уменьшением частоты сигнала) увеличивается значение скейлинга и показателя Херста, в то время как фрактальная размерность уменьшается с высотой. Полученные значения скейлинга и фрактальных параметров указывают на то, что рассматриваемые процессы обнаруживают дальние взаимодействия.

Письма в ЖЭТФ, 115, № 1, с. 28-34 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Малыкин Г.Б. «Применение модифицированного метода Дюге для измерения лоренцевского сокращения длины движущегося тела» Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1117-1121 (2021)

Из преобразований Лоренца следует, что для неподвижного наблюдателя время в движущейся инерциальной системе отсчёта замедляется, а линейные размеры сокращаются. Если первый эффект был зарегистрирован более 80 лет назад, то второй до сих пор непосредственно не зарегистрирован. Предложено использовать модифицированный метод Дюге для измерения лоренцевского сокращения длины движущегося тела с помощью распространения световых импульсов в оптической среде – жидкости. Рассмотрены три варианта схемы измерений: со “световым квадратом” в оптической среде, со “световой линейкой” в двух оптических средах с различным показателем преломления, а также с двумя релятивистскими сгустками электронов в вакууме. Показано, что ранее не рассмотренный классический эффект сжатия пространственных интервалов между световыми импульсами в оптической среде существенно снижает точность измерения. Показано также, что обусловленное различным запаздыванием света от различных участков движущегося тела искажение сторон светового квадрата, ориентированных ортогонально направлению движения, также снижает точность измерения методом “светового квадрата”.

Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1117-1121 (2021) | Рубрики: 17 18

 

Малыкин Г.Б. «Поправки и дополнения к статье Малыкин Г Б “Применение модифицированного метода Дюге для измерения лоренцевского сокращения длины движущегося тела” (УФН, октябрь 2021 г., т. 191, № 10, с. 1117-1121)» Успехи физических наук, 192, № 2, с. 232 (2022)

Проведено исправление опечаток, введены поправки и дополнения на стр. 1119. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2022.01.039146

Успехи физических наук, 192, № 2, с. 232 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Пименов В.Н., Боровицкая И.В., Дёмин А.С., Епифанов Н.А., Латышев С.В., Масляев С.А., Морозов Е.В., Сасиновская И.П., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. «Повреждаемость ниобия импульсными потоками ионов гелия и гелиевой плазмы» Физика и химия обработки материалов, № 6, с. 5-17 (2021)

Исследована повреждаемость ниобия импульсными потоками ионов гелия (ИГ) и гелиевой плазмы (ГП) в установке Плазменный фокус (ПФ) при плотности мощности потоков соответственно qi ∼108 Вт/см2 и qi ∼107 Вт/см2 и длительности импульсов τi≈30–50 нс и τp≡100 нс. В реализованном режиме облучения наблюдается эрозия материала, связанная с испарением поверхностного слоя (ПС), которое происходит несколько более интенсивно в центральной части зоны облучения под действием наиболее высокоэнергетичных потоков ИГ и ГП. Выявлены характерные факторы повреждаемости ПС ниобия в рассматриваемых условиях облучения. К ним относятся: плавление поверхностного слоя с образованием волнообразного рельефа поверхности и большого количества блистеров двух видов – газонаполненных и с разрушенными оболочками, а также наличие микротрещин. Возникновение блистеров связано с формированием комплексов на основе соединения имплантированного гелия с вакансиями и атомами примесей внедрения (C, O, N и др.) и последующим их ростом и коагуляцией в жидкой фазе при импульсных воздействиях потоков энергии на облучаемую поверхность Nb. Часть микротрещин, образованных в ПС под действием термических напряжений, совпадает с линиями скольжения материала, возникающими под действием высокоскоростной пластической деформации. Сетка таких микротрещин создает на поверхности Nb блочную структуру. В облученном поверхностном слое ниобия обнаружены зоны столбчатых кристаллов и ячеистая микроструктура поверхности, в которой средний размер ячеек составляет ∼100 нм. Методом численного моделирования показано, что в указанных зонах процесс затвердевания ПС протекал посредством направленной кристаллизации с высокой скоростью, которая вблизи облученной поверхности достигала ∼35 м/с.

Физика и химия обработки материалов, № 6, с. 5-17 (2021) | Рубрика: 17

 

Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Рыбаков Е.А. «Измерение эффекта удвоения гравитационного смещения частоты с помощью квантового нивелира на водородных часах» Письма в Журнал технической физики, 48, № 7, с. 36-38 (2022)

Впервые измерен эффект удвоения гравитационного смещения частоты в гравитационном поле Земли в системе стационарных и перевозимых водородных квантовых часов c нестабильностью 1·10–15. Часы разнесены по высоте на 34 m и соединены радиоканалом на основе оптического волокна. Измеренный относительный удвоенный эффект "красного" смещения на этой высоте составил Delta fGR/fref=(–7.73±1.61)·10–15. Ключевые слова: гравитационный эффект замедления времени, гравитационное смещение частоты, квантовые водородные часы.

Письма в Журнал технической физики, 48, № 7, с. 36-38 (2022) | Рубрики: 17 18

 

Козырев А.Н., Свешников В.М. «Моделирование интенсивных пучков заряженных частиц в протяженных электронно-оптических системах» Математическое моделирование, 34, № 3, с. 71-84 (2022)

Интенсивные пучки заряженных частиц служат рабочим элементом в электрофизических приборах широкого научного и практического приложений. Математическое моделирование интенсивных пучков приводит к решению самосогласованной нелинейной задачи, включающей в себя расчет электрических и магнитных полей, траекторий заряженных частиц и объемного заряда. Под протяженной понимается электронно-оптическая система, размер которой в направлении движения пучка намного больше поперечного размера. Применение традиционных вычислительных подходов к моделированию таких систем не давало удовлетворительных результатов. В настоящей работе предлагаются новые алгоритмы и технологии, направленные на повышение точности и снижение времени расчетов. Они основаны на методах декомпозиции расчетной области и состоят в следующем. Во-первых, протяженная расчетная область разбивается на две подобласти: в первой из них формируется интенсивный пучок, а во второй – происходит его доускорение и транспортировка. «Сшивка» решений проводится альтернирующим методом Шварца. Во-вторых, в каждой из данных подобластей строится адаптивная квазиструктурированная локально-модифицированная сетка, состоящая из структурированных подсеток. Предлагаемая квазиструктурированная сетка позволяет значительно снизить трудозатраты при расчете траекторий заряженных частиц. В-третьих, на эмиттере проводится выделение особенности путем введения приэмиттерной подобласти. В данной подобласти строится приближенное аналитическое решение, которое «сшивается» с численным решением в основной подобласти в итерационном процессе Бройдена. На примере модельной задачи о плоском диоде показана быстрая сходимость метода Бройдена. С помощью предлагаемых алгоритмов и технологий получены результаты моделирования сложной практической системы, которые дают хорошее совпадение с результатами натурных экспериментов.

Математическое моделирование, 34, № 3, с. 71-84 (2022) | Рубрики: 04.12 17